JP6444277B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

近年、たとえば、半導体デバイスの製造工程において、シリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板の表面を研削部材で研削し、基板の薄型化を図る技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

また、従来技術にあっては、研削される基板の表面（以下「被研削面」という）の位置と研削部材の位置とをそれぞれセンサで検出し、検出した被研削面と研削部材との位置関係に基づいて研削部材を被研削面に徐々に近づけ、研削加工を開始するようにしている。

特開２０１５−０１９０５３号公報

しかしながら、従来技術においては、２つのセンサを用いているため、構成の簡素化という点で改善の余地があった。また、基板処理装置においては、基板の生産性を向上させるため、基板の被研削面と接触し研削加工を開始する研削部材の研削開始位置を検知できる技術が望まれていた。

実施形態の一態様は、簡易な構成でありながら、研削部材の研削開始位置を検知することのできる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理装置は、保持部と、研削部と、移動機構と、測定部と、検知部とを備える。保持部は、基板を保持する。研削部は、基体部、前記基体部に対して回転可能に取り付けられる回転体、前記回転体を回転させる回転機構、および、前記回転体において前記保持部によって保持された前記基板の被研削面と対向する面に取り付けられる研削部材を備える。移動機構は、前記研削部を前記基板へ向かう所定方向へ移動させる。測定部は、前記研削部が前記移動機構によって移動させられている状態において、前記移動機構上に位置される基準位置から、前記回転体において前記研削部材が取り付けられる面とは反対側の面までの前記所定方向における距離を測定する。検知部は、前記測定部の測定結果に基づき、前記基板の前記被研削面と接触し研削加工を開始する前記研削部材の研削開始位置を検知する。

実施形態の一態様によれば、簡易な構成でありながら、研削部材の研削開始位置を検知することができる。

図１は、第１の実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図２は、粗研削装置の構成例を示す模式側面図である。 図３Ａは、研削部付近を拡大して示す模式側面図である。 図３Ｂは、研削部付近を拡大して示す模式側面図である。 図４は、研削部材の動作説明図である。 図５は、測定部によって測定された距離の一例を示すグラフである。 図６は、基板処理システムにおいて実行される基板処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、粗研削装置において実行される研削開始位置を検知する処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図８は、第２の実施形態に係る粗研削装置において実行される研削開始位置を検知する処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図９は、回転体の振動の振幅の一例を示すグラフである。 図１０は、第３の実施形態に係る粗研削装置において実行される研削開始位置を検知する処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１１は、回転体の振動の周波数の一例を示すグラフである。 図１２は、変形例に係る粗研削装置の研削部付近を拡大して示す模式側面図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
＜１．基板処理システムの構成＞
図１は、第１の実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示す本実施形態に係る基板処理システム１は、基板を薄型化するシステムである。図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２および処理ステーション３は、Ｘ軸正方向に沿って、搬入出ステーション２および処理ステーション３の順番で並べて配置される。

搬入出ステーション２は、載置台１０と、搬送領域２０とを備える。載置台１０は、複数の載置板１１を備える。各載置板１１には、複数枚の基板Ｗ（以下「ウェハＷ」という場合がある）を水平状態で収容するキャリアＣが載置される。

搬送領域２０は、載置台１０のＸ軸正方向側に隣接して配置される。かかる搬送領域２０には、Ｙ軸方向に延在する搬送路２１と、搬送路２１に沿って移動可能な搬送装置２２とが設けられる。搬送装置２２は、Ｘ軸方向にも移動可能かつＺ軸周りに旋回可能であり、載置板１１に載置されたキャリアＣと、後述する処理ステーション３の第３処理ブロックＧ３との間で、ウェハＷの搬送を行う。

なお、載置板１１に載置されるキャリアＣの個数は、図示のものに限定されない。また、載置板１１には、キャリアＣ以外に、不具合が生じた基板を回収するためのキャリア等が載置されてもよい。

処理ステーション３には、各種装置を備えた複数たとえば３つの処理ブロックＧ１，Ｇ２，Ｇ３が設けられる。たとえば処理ステーション３の背面側（図１のＹ軸正方向側）には、第１処理ブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の正面側（図１のＹ軸負方向側）には、第２処理ブロックＧ２が設けられる。また、処理ステーション３の搬入出ステーション２側（図１のＸ軸負方向側）には、第３処理ブロックＧ３が設けられる。

第１処理ブロックＧ１には、粗研削装置３１と、仕上げ研削装置３２とが配置される。なお、粗研削装置３１と仕上げ研削装置３２とは、基板処理装置の一例である。

粗研削装置３１は、ウェハＷに対して粗研削処理を行う。粗研削装置３１は、たとえばウェハＷを保持する保持部６１（後述する図２参照）を内部に備え、保持部６１に保持されたウェハＷの被研削面Ｗ１を、たとえば研削砥石などの研削部材７７（図２参照）で粗研削する。なお、粗研削装置３１の構成については、図２以降を参照して後述する。

仕上げ研削装置３２は、ウェハＷに対して仕上げ研削処理を行う。具体的な仕上げ研削装置３２の構成は、粗研削装置３１の構成とほぼ同様である。但し、仕上げ研削装置３２における研削砥石（図示せず）の粒度は、粗研削装置３１の研削砥石の粒度より小さく設定されることが好ましい。上記のように構成された仕上げ研削装置３２は、図示しない保持部に保持されたウェハＷの被研削面Ｗ１を粒度の小さい研削砥石で仕上げ研削する。

なお、図１で示した粗研削装置３１や仕上げ研削装置３２の配置位置は、例示であって限定されるものではない。すなわち、たとえば第２処理ブロックＧ２や第３処理ブロックＧ３に粗研削装置３１等を配置してもよい。さらには、たとえば処理ステーション３のＸ軸正方向側の位置や、搬入出ステーション２と処理ステーション３との間に新たなステーションを設け、その新たなステーションに粗研削装置３１等を配置するようにしてもよい。

また、上記では、粗研削処理と仕上げ研削処理とが別々の装置内で行われるようにしたが、これに限られず、一つの装置内で行われるようにしてもよい。また、粗研削処理および仕上げ研削処理のいずれか一方を省略するようにしてもよい。また、研削処理は、粗研削処理、仕上げ研削処理の２種類に限定されるものではなく、３種類以上であってもよい。

第２処理ブロックＧ２には、ダメージ層除去装置３３と、洗浄装置３４とが配置される。ダメージ層除去装置３３には、研削されたウェハＷが搬入され、研削によってウェハＷの被研削面Ｗ１に形成されたダメージ層を除去する。具体的には、たとえば、ダメージ層除去装置３３は、ウェハＷを保持する保持部（図示せず）を内部に備え、保持部およびウェハＷを回転させながら、ウェハＷに対して処理液を供給してウェットエッチング処理を行い、ダメージ層を除去する。

洗浄装置３４は、たとえばウェハＷを保持する保持部（図示せず）を内部に備え、保持部およびウェハＷを回転させながら、たとえばＤＩＷ（純水）などの洗浄液をウェハＷの被研削面Ｗ１や裏面へ供給する。これにより、ウェハＷの被研削面Ｗ１等が洗浄される。なお、ダメージ層除去装置３３および洗浄装置３４は、上記した構成に限定されるものではない。

第３処理ブロックＧ３には、ウェハＷのトランジション装置３５が設けられる。上記のように構成された第１処理ブロックＧ１〜第３処理ブロックＧ３に囲まれた領域には、搬送領域４０が形成される。搬送領域４０には、搬送装置４１が配置される。

搬送装置４１は、たとえば鉛直方向、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。かかる搬送装置４１は、搬送領域４０内を移動し、搬送領域４０に隣接する第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３内の所定の装置にウェハＷを搬送する。

また、基板処理システム１は、制御装置１００を備える。制御装置１００は、たとえばコンピュータであり、制御部１０１と記憶部１０２とを備える。記憶部１０２には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置１００の記憶部１０２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

＜２．粗研削装置の構成＞
次に、粗研削装置３１の構成について図２を参照して説明する。図２は、粗研削装置３１の構成例を示す模式側面図である。なお、上記したように、仕上げ研削装置３２は、粗研削装置３１の構成とほぼ同様であるため、以下の説明は仕上げ研削装置３２にも妥当する。

図２に示すように、粗研削装置３１は、チャンバ５０と、基板保持機構６０と、研削機構７０と、研削液供給部８０と、回収カップ９０とを備える。

チャンバ５０は、基板保持機構６０と研削機構７０と研削液供給部８０と回収カップ９０とを収容する。チャンバ５０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）５１が設けられる。ＦＦＵ５１には、バルブ５２を介して不活性ガス供給源５３が接続される。そして、ＦＦＵ５１は、不活性ガス供給源５３から供給されるＮ２ガス等の不活性ガスをチャンバ５０内に吐出してダウンフローを形成する。

基板保持機構６０は、保持部６１と、支柱部６２と、駆動部６３とを備える。保持部６１は、たとえばバキュームチャックであり、ウェハＷの裏面を吸着し、ウェハＷを水平に保持する。支柱部６２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部６３によって回転可能に支持され、先端部において保持部６１を水平に支持する。

駆動部６３は、保持部６１および支柱部６２を鉛直軸まわりに回転させる。したがって、基板保持機構６０は、駆動部６３を用いて支柱部６２を回転させることによって支柱部６２に支持された保持部６１を回転させ、これにより、保持部６１に保持されたウェハＷを回転させる。なお、駆動部６３としては、たとえば電動モータを用いることができる。また、ウェハＷは、被研削面Ｗ１を上方に向けた状態で保持部６１に保持される。

研削機構７０は、研削部７１と、研削部７１を水平に支持するアーム７２と、アーム７２を旋回および昇降させる旋回昇降機構７３とを備える。図３Ａは、研削部７１付近を拡大して示す模式側面図である。

図３Ａに示すように、研削部７１は、基体部７４と、回転体７５と、駆動部７６と、研削部材７７とを備える。基体部７４は、上端側がアーム７２に接続される。また、基体部７４には、駆動部７６が収容される。駆動部７６としては、たとえば電動モータを用いることができる。

具体的には、駆動部７６は、スピンドル７６ａを備え、かかるスピンドル７６ａの先端側が基体部７４の下端側からＺ軸負方向へ向けて突出するようにして基体部７４に収容される。駆動部７６のスピンドル７６ａの先端側には、上記した回転体７５が取り付けられる。回転体７５は、たとえば、円盤状または略円盤状に形成されるが、形状はこれに限られない。

このように、回転体７５は、駆動部７６のスピンドル７６ａを介して、基体部７４に対して回転可能に取り付けられる。そして、回転体７５は、駆動部７６によって鉛直軸まわりに回転させられる。なお、駆動部７６は、回転機構の一例である。

研削部材７７は、回転体７５において保持部６１によって保持されたウェハＷの被研削面Ｗ１と対向する面７５ａに取り付けられる。なお、以下では、回転体７５の面７５ａを「下面７５ａ」、下面７５ａの反対側に位置する面７５ｂを「上面７５ｂ」と記載する場合がある。

研削部材７７としては、たとえば、研削砥石を用いることができるが、これに限定されるものではない。すなわち、研削部材７７は、たとえば、不織布に砥粒を含有させた部材などその他の種類の部材であってもよい。

また、研削部材７７は、回転体７５の外周縁７５ｃに沿って取り付けられ、リング状とされる。なお、研削部材７７の形状は、上記に限定されるものではなく、たとえば、回転体７５の下面７５ａの全面に取り付けられる円盤状などであってもよい。

上記のように構成された研削部７１は、アーム７２が旋回昇降機構７３（図２参照）によって昇降されることにより、Ｚ軸方向に沿って移動させられる。したがって、たとえば、旋回昇降機構７３がアーム７２を下降させると、研削部７１はＺ軸負方向へ移動させられる、言い換えると、研削部７１はウェハＷへ向かう所定方向（ここでは、Ｚ軸方向）へ移動させられる。なお、旋回昇降機構７３は、移動機構の一例である。

図３Ｂは、Ｚ軸負方向、すなわち、下方へ移動した研削部７１を示す模式側面図である。図３Ｂに示すように、研削部７１が下方へ移動すると、研削部材７７がウェハＷの被研削面Ｗ１と接触し研削加工を開始する。なお、本明細書では、図３Ｂに示すように、ウェハＷの被研削面Ｗ１と接触し研削加工を開始する研削部材７７の位置を「研削開始位置」という。

研削加工では、具体的には、保持部６１に保持されたウェハＷの被研削面Ｗ１に、研削部材７７を接触させた状態で、保持部６１と研削部材７７とをそれぞれ回転させることで、ウェハＷの被研削面Ｗ１が研削される。

ところで、粗研削装置３１においては、ウェハＷの生産性を向上させるため、研削部材７７の研削開始位置を、簡易な構成で検知できることが望ましい。これについて、図４を参照しつつ説明する。図４は、研削部材７７の動作説明図である。

粗研削装置３１において研削部材７７の研削開始位置を検知することができれば、たとえば、検知した研削開始位置を示す情報を記憶部１０２（図１参照）に記憶させることができる。

そして、たとえば、粗研削装置３１においては、研削開始位置を検知したウェハＷの次に搬入されたウェハＷｎに対して研削加工を施す際、まず研削部７１の研削部材７７をウェハＷｎの上方に位置させる（図４の左図参照）。

次いで、粗研削装置３１においては、研削部材７７を下降させる際、検知した研削開始位置よりも僅かに上方の位置まで研削部材７７を比較的高速で移動させる（図４の中央図参照）。すなわち、粗研削装置３１は、検知した研削開始位置を示す情報が予め記憶されているため、研削開始位置に到達する直前までは、研削部材７７を高速で移動させることができ、そのように高速で移動させた場合であってもウェハＷｎと接触することはない。

その後、粗研削装置３１においては、研削部材７７をウェハＷｎの被研削面Ｗ１と接触するまで比較的低速で移動させ、接触したところでウェハＷｎに対して研削加工を施す（図４右図参照）。これにより、粗研削装置３１にあっては、研削部材７７をウェハＷｎの被研削面Ｗ１まで早期に移動させることが可能となるため、研削処理に要する時間を短縮でき、結果としてウェハＷｎ（Ｗ）の生産性を向上させることができる。

そこで、本実施形態に係る粗研削装置３１にあっては、図３Ａなどに示すように、基体部７４に測定部７８を設け、基体部７４の基準位置から回転体７５までの所定方向における距離Ａを測定するようにした。なお、所定方向は、ここではＺ軸方向である。そして、本実施形態では、測定部７８の測定結果に基づき、研削部材７７の研削開始位置を検知するようにした。これにより、簡易な構成でありながら、研削部材７７の研削開始位置を検知することができる。

以下詳しく説明すると、測定部７８は、図３Ａに示すように、支持部７８ａを介して基体部７４に取り付けられる。支持部７８ａは、基体部７４の側面から水平方向（図３Ａの例ではＸ軸正方向）に向けて延設される。したがって、基体部７４と測定部７８とは、水平方向に並列に配置される。

また、測定部７８が基体部７４に取り付けられることから、研削処理の際に、基体部７４が移動機構たる旋回昇降機構７３によってＺ軸方向に移動させられると、測定部７８もＺ軸方向に移動させられる。

また、測定部７８は、回転体７５の上面７５ｂの上方で、かつ、外周縁７５ｃ付近の上方に位置される。したがって、測定部７８は、基体部７４の基準位置から回転体７５まで、詳しくは、回転体７５の上面７５ｂの外周縁７５ｃ付近までのＺ軸方向における距離Ａを測定する。

なお、測定部７８としては、たとえばレーザ変位計や静電容量センサなどの距離測定装置を用いることができるが、これに限定されるものではない。また、測定部７８は、測定された距離Ａを示す情報を制御部１０１へ出力する。

ここで、測定部７８の測定対象である回転体７５は、上記したように、駆動部７６のスピンドル７６ａに取り付けられるが、その際に取り付け誤差が生じることがある。図３Ａに示す例では、回転体７５が、取り付け誤差によってスピンドル７６ａに対して傾いて取り付けられた状態を示している。なお、図３Ａでは、理解の便宜のため、回転体７５の傾きを誇張して示している。

また、回転体７５は、図示しない加工装置によって上面７５ｂが適宜に加工されて製品化されるが、加工精度によっては上面７５ｂに凹凸が形成されることがある。このように、回転体７５の上面７５ｂは、必ずしも水平面と平行ではないことから、回転体７５が回転すると、上面７５ｂは、矢印Ｄで示すように、上下に振動しながら回転することとなる。

図５は、測定部７８によって測定された距離Ａの一例を示すグラフである。図５に示すように、測定部７８は、上下に振動する回転体７５の上面７５ｂまでの距離Ａを測定している。

そして、制御部１０１は、かかる測定部７８の測定結果に基づき、研削部材７７の研削開始位置を検知する。なお、制御部１０１は検知部の一例である。

制御部１０１による研削開始位置の検知について、図３Ｂを参照して説明する。図３Ｂに示すように、研削部７１が下方へ移動し、研削部材７７がウェハＷの被研削面Ｗ１と接触すると、研削部材７７にはウェハＷの被研削面Ｗ１からの反力Ｆが作用する。

かかる反力Ｆにより、研削部材７７および回転体７５は、上方へ変位することとなる。したがって、接触後の測定部７８においては、接触前に測定された距離Ａよりも小さい値の距離Ａ１が測定されることとなる。

制御部１０１は、このような距離Ａの変化を検出し、変化が検出されたときの研削部材７７の位置を、研削部材７７の研削開始位置として検知するようにした。具体的には、図５に示すように、制御部１０１は、測定部７８によって測定された距離Ａが時刻Ｔ１で所定距離未満になった場合、時刻Ｔ１における研削部材７７の位置を、研削開始位置として検知する。なお、上記した所定距離は、予め実験などを通じて適宜な値に設定される。

制御部１０１は、検知した研削部材７７の研削開始位置を示す情報を記憶部１０２（図１参照）に記憶させるようにしてもよい。これにより、研削部材７７をウェハＷｎの被研削面Ｗ１まで早期に移動させることが可能となって、研削処理に要する時間を短縮でき、結果としてウェハＷｎ（Ｗ）の生産性を向上させることができることは、図４を参照して既に述べた。

ここで、基準位置について説明する。上記したように、研削開始位置の検知に用いられる距離Ａは、基準位置から回転体７５までの距離である。したがって、基準位置としては、たとえば、研削部材７７とウェハＷとの接触によってウェハＷからの反力Ｆが作用した場合であっても、影響を受けにくい位置、詳しくは、Ｚ軸方向に変位しにくい位置が好ましい。そこで、本実施形態では、基体部７４に測定部７８を取り付け、基体部７４の基準位置から回転体７５までの距離Ａを測定するようにした。

なお、上記した測定部７８が取り付けられる位置は、あくまでも例示であって限定されるものではない。すなわち、たとえば、測定部７８をアーム７２に取り付け、アーム７２の基準位置から回転体７５までの距離を測定するようにしてもよい。

図２の説明に戻ると、研削液供給部８０は、ノズル８１と、ノズル８１を水平に支持するアーム８２と、アーム８２を旋回および昇降させる旋回昇降機構８３とを備える。

研削液供給部８０は、ウェハＷに対し、研削処理に用いられる研削液（ここではＤＩＷ）をノズル８１から供給する。具体的には、ノズル８１には、バルブ８４を介してＤＩＷ供給源８５が接続される。

回収カップ９０は、保持部６１を取り囲むように配置され、保持部６１の回転によってウェハＷから飛散する研削液を捕集する。回収カップ９０の底部には、排液口９１が形成されており、回収カップ９０によって捕集された研削液は、かかる排液口９１から粗研削装置３１の外部へ排出される。また、回収カップ９０の底部には、ＦＦＵ５１から供給される気体を粗研削装置３１の外部へ排出する排気口９２が形成される。

＜３．基板処理システムの具体的動作＞
次に、上記した基板処理システム１において実行される研削開始位置を検知する処理について説明する。ここで、研削開始位置検知処理の説明に入る前に、本実施形態に係る基板処理システム１において実行される一連の基板処理について説明しておく。

図６は、基板処理システム１において実行される基板処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図６に示す一連の基板処理は、たとえば、制御装置１００の制御部１０１によって実行されるものとする。

まず、制御部１０１は、基板処理に先立って、搬入出ステーション２の搬送装置２２（図１参照）により、キャリアＣ内の薄型化される前のウェハＷを取り出し、処理ステーション３の第３処理ブロックＧ３のトランジション装置３５（図１参照）へ搬送する。次に、制御部１０１は、トランジション装置３５のウェハＷを、搬送装置４１（図１参照）によって第１処理ブロックＧ１の粗研削装置３１へ搬送する。

つづいて、制御部１０１は、粗研削装置３１内でウェハＷの被研削面Ｗ１に対して研削液を供給しながら、粗研削処理を行う（ステップＳ１０１）。次に、制御部１０１は、粗研削されたウェハＷを搬送装置４１によって仕上げ研削装置３２へ搬送し、ウェハＷに対して研削液を供給しながら、仕上げ研削処理を行う（ステップＳ１０２）。

次に、制御部１０１は、仕上げ研削装置３２によって仕上げ研削されたウェハＷを搬送装置４１によりダメージ層除去装置３３へ搬送する。制御部１０１は、ダメージ層除去装置３３内で、ウェハＷに対して処理液を供給してウェットエッチング処理を行い、ウェハＷのダメージ層を除去する処理を実行する（ステップＳ１０３）。

つづいて、制御部１０１は、ダメージ層除去装置３３によってダメージ層が除去されたウェハＷを搬送装置４１により洗浄装置３４へ搬送し、ウェハＷの被研削面Ｗ１や裏面を洗浄する処理を行う（ステップＳ１０４）。

つづいて、制御部１０１は、洗浄されたウェハＷを搬送装置４１によって洗浄装置３４から搬出し、トランジション装置３５へ搬送する。そして、制御部１０１は、トランジション装置３５にある処理済のウェハＷを、搬送装置２２によって載置板１１のキャリアＣへ戻し、一連の基板処理が終了する。

次に、粗研削装置３１において実行される研削開始位置を検知する処理について、図７を参照して説明する。図７は、粗研削装置３１において実行される研削開始位置を検知する処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

図７に示すように、制御部１０１は、旋回昇降機構７３によって研削部７１を下方へ移動させる（ステップＳ２０１）。次いで、測定部７８は、研削部７１が旋回昇降機構７３によって下方へ移動させられている状態において、基体部７４の基準位置から回転体７５までのＺ軸方向における距離Ａを測定する（ステップＳ２０２）。

次いで、制御部１０１は、測定された距離Ａが所定距離未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）、すなわち、研削部材７７および回転体７５がウェハＷとの接触によって上方へ変位したか否かを判定する。

制御部１０１は、距離Ａが所定距離以上である場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。他方、制御部１０１は、距離Ａが所定距離未満である場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、距離Ａが所定距離未満となったときの研削部材７７の位置を、研削開始位置として検知する（ステップＳ２０４）。そして、図示は省略するが、制御部１０１は、研削部材７７がウェハＷの被研削面Ｗ１に接触した後、所定時間粗研削を行って処理を終了する。

上述してきたように、本実施形態に係る粗研削装置３１は、保持部６１と、研削部７１と、旋回昇降機構（移動機構）７３と、測定部７８と、制御部（検知部）１０１とを備える。保持部６１は、ウェハＷを保持する。研削部７１は、基体部７４、基体部７４に対して回転可能に取り付けられる回転体７５、回転体７５を回転させる駆動部（回転機構）７６、および、回転体７５において被研削面Ｗ１と対向する下面７５ａに取り付けられる研削部材７７を備える。旋回昇降機構７３は、研削部７１をウェハＷへ向かう所定方向へ移動させる。測定部７８は、研削部７１が旋回昇降機構７３によって移動させられている状態において、基準位置から回転体７５までの所定方向における距離Ａを測定する。制御部１０１は、測定部７８の測定結果に基づき、研削部材７７の研削開始位置を検知する。これにより、簡易な構成でありながら、研削部材７７の研削開始位置を検知することができる。

また、本実施形態では、研削部材７７を、ウェハＷｎと接触する研削開始位置の直前から比較的低速で移動させるようにしたことから（図４右図参照）、研削部材７７がウェハＷｎに接触したときにウェハＷへ与えるダメージを抑制することができる。

また、粗研削装置３１においては、所定の枚数を研削処理するごとに、上記した研削開始位置を検知するように構成してもよい。これにより、たとえば、研削開始位置が変化した場合、かかる変化を解析することで、所定の枚数を研削処理することによって生じた研削部材７７の摩耗量や、ウェハＷの実研削量などを検出することが可能になる。

（第２の実施形態）
次いで、第２の実施形態に係る基板処理システム１について説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第２の実施形態における基板処理システム１の粗研削装置３１では、測定部７８の測定結果から回転体７５の振動の振幅を求め、かかる振幅に基づいて研削開始位置を検知するようにした。

これについて、図８を参照して詳しく説明する。図８は、第２の実施形態に係る粗研削装置３１において実行される研削開始位置を検知する処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

図８に示すように、制御部１０１は、研削部７１を下方へ移動させ（ステップＳ３０１）、つづいて測定部７８は、基体部７４の基準位置から回転体７５までのＺ軸方向における距離Ａを測定する（ステップＳ３０２）。次いで、制御部１０１は、測定された距離Ａに基づき、回転によって生じる回転体７５の振動の振幅を算出する（ステップＳ３０３）。

図９は、算出された回転体７５の振動の振幅の一例を示すグラフである。なお、図９では、時刻Ｔ２で研削部材７７がウェハＷの被研削面Ｗ１に接触する例を示している。

図９に示すように、研削部材７７がウェハＷの被研削面Ｗ１に接触すると、回転体７５の振幅は、ウェハＷの振動の振幅の影響を受けて変化する。そこで、第２の実施形態では、回転体７５の振幅が予め設定された所定振幅範囲から外れた場合に、ウェハＷの振動の振幅の影響を受けた、すなわち、研削部材７７がウェハＷの被研削面Ｗ１に接触したと推定するようにした。

図８の説明に戻ると、制御部１０１は、回転体７５の振幅が所定振幅範囲外か否かを判定する（ステップＳ３０４）。なお、上記した所定振幅範囲は、予め実験などを通じて適宜な値に設定される。

次いで、制御部１０１は、振幅が所定振幅範囲外ではない場合（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、すなわち、振幅が所定振幅範囲内である場合、そのまま処理を終了する。

一方、制御部１０１は、回転体７５の振幅が所定振幅範囲外である場合（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）、振幅が所定振幅範囲外となったときの研削部材７７の位置を、研削開始位置として検知する（ステップＳ３０５）。具体的に図９に示す例では、制御部１０１は、振幅が時刻Ｔ２で所定振幅範囲外になった場合、時刻Ｔ２における研削部材７７の位置を、研削開始位置として検知する。

上述したように、第２の実施形態においては、測定部７８の測定結果から回転体７５の振動の振幅を求め、かかる振幅の変化に基づいて研削部材７７の研削開始位置を検知する。これにより、簡易な構成でありながら、研削部材７７の研削開始位置を検知することができる。

また、回転体７５の外周縁７５ｃ（図３Ａ参照）付近は、スピンドル７６ａから離れているため、上下の振動が顕著に表れやすい。上記したように、測定部７８は、外周縁７５ｃ付近の上方に位置されるようにしたので、回転体７５の振動による上下方向の振れが出やすい部位までの距離Ａが測定部７８で測定されることとなる。これにより、測定される距離Ａの振れ幅が比較的大きくなり、制御部１０１では振動の振幅を容易に算出することができる。

（第３の実施形態）
次いで、第３の実施形態に係る基板処理システム１について説明する。第３の実施形態における基板処理システム１の粗研削装置３１では、測定部７８の測定結果から回転体７５の振動の周波数を求め、かかる周波数に基づいて研削開始位置を検知するようにした。

図１０は、第３の実施形態に係る粗研削装置３１において実行される研削開始位置を検知する処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、制御部１０１は、研削部７１を下方へ移動させ（ステップＳ４０１）、つづいて測定部７８は、基体部７４の基準位置から回転体７５までのＺ軸方向における距離Ａを測定する（ステップＳ４０２）。

次いで、制御部１０１は、測定された距離Ａに基づき、回転によって生じる回転体７５の振動の周波数を算出する（ステップＳ４０３）。図１１は、算出された回転体７５の振動の周波数の一例を示すグラフである。なお、図１１では、時刻Ｔ３で研削部材７７がウェハＷの被研削面Ｗ１に接触する例を示している。

図１１に示すように、研削部材７７がウェハＷの被研削面Ｗ１に接触すると、回転体７５は、ウェハＷとの接触の影響を受けて減速する。かかる回転体７５の減速に伴い、回転体７５の振動における周期は増加し、周波数は減少する。そこで、第３の実施形態では、回転体７５の周波数が予め設定された所定周波数範囲から外れた場合に、ウェハＷとの接触の影響を受けた、すなわち、研削部材７７がウェハＷの被研削面Ｗ１に接触したと推定するようにした。

図１０の説明に戻ると、制御部１０１は、回転体７５の振動の周波数が所定周波数範囲外か否かを判定する（ステップＳ４０４）。なお、上記した所定周波数範囲は、予め実験などを通じて適宜な値に設定される。

次いで、制御部１０１は、周波数が所定周波数範囲外ではない場合（ステップＳ４０４，Ｎｏ）、すなわち、周波数が所定周波数範囲内である場合、そのまま処理を終了する。

他方、制御部１０１は、回転体７５の周波数が所定周波数範囲外である場合（ステップＳ４０４，Ｙｅｓ）、周波数が所定周波数範囲外となったときの研削部材７７の位置を、研削開始位置として検知する（ステップＳ４０５）。具体的に図１１に示す例では、制御部１０１は、周波数が時刻Ｔ３で所定周波数範囲外になった場合、時刻Ｔ３における研削部材７７の位置を、研削開始位置として検知する。

上述したように、第３の実施形態においては、測定部７８の測定結果から回転体７５の振動の周波数を求め、かかる周波数の変化に基づいて研削部材７７の研削開始位置を検知する。これにより、簡易な構成でありながら、研削部材７７の研削開始位置を検知することができる。

なお、第３の実施形態においては、回転体７５の振動の周波数を算出するようにしたが、回転体７５の振動の周期を算出し、周期に変化が生じた場合に研削部材７７の研削開始位置を検知するようにしてもよい。

（変形例）
次に、変形例に係る粗研削装置３１について説明する。図１２は、変形例に係る粗研削装置３１の研削部７１付近を拡大して示す模式側面図である。図１２に示すように、変形例では、保持部６１を傾斜させるようにし、研削部材７７をウェハＷの被研削面Ｗ１に部分的に接触させるようにした。すなわち、研削部材７７を片当てでウェハＷに接触させて研削加工を行うようにした。

なお、上記では、保持部６１を傾斜させるようにしたが、これに限られず、研削部材７７を傾斜させることによって、研削部材７７をウェハＷの被研削面Ｗ１に部分的に接触させるようにしてもよい。

このように、変形例では、保持部６１と研削部材７７とを相対的に傾斜させることによって、研削部材７７をウェハＷの被研削面Ｗ１に部分的に接触させるようにした。これにより、保持部６１や研削部材７７を傾斜させない場合に比べて、ウェハＷからの反力Ｆ１が、被研削面Ｗ１と接触している研削部材７７部分に集中して作用することとなる。これにより、測定部７８によって測定される距離Ａにおいて、研削部材７７との接触による振動の変化が表れ易くなり、結果として研削開始位置をより正確に検知することが可能となる。

なお、上記した実施形態では、距離Ａが所定距離未満の場合、回転体７５の振動の振幅が所定振幅範囲外の場合、回転体７５の振動の周波数が所定周波数範囲外の場合に、距離Ａや振幅、周波数が変化したと判定するようにしたが、これに限定されるものではない。

すなわち、たとえば距離Ａや振幅、周波数の変化量や変化率などを算出し、それら変化量や変化率などが予め設定された所定値以上の場合に、距離Ａや振幅、周波数が変化したと判定するようにしてもよい。すなわち、距離Ａや振幅、周波数の変化した時点を検出できれば、どのような手法を用いてもよい。

また、上記した第１〜第３の実施形態を組み合わせるように構成してもよい。なお、たとえば第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせた場合、測定部７８の測定結果によっては、時刻Ｔ１と時刻Ｔ２とが異なることもあり得る。かかる場合、早い方の時刻における研削部材７７の位置を、研削開始位置として検知することが好ましい。すなわち、より安全側にある研削部材７７の位置を研削開始位置として検知することが好ましい。

これにより、たとえば次回以降の研削処理において、研削部材７７を研削開始位置に到達する直前まで高速移動させる際、研削部材７７がウェハＷｎに接触することを確実に回避することができる。

また、上記した基板処理システム１において、粗研削装置３１、仕上げ研削装置３２、ダメージ層除去装置３３および洗浄装置３４の数や配置位置は、図１に示す例に限られず、任意に設定してもよい。

また、図１に示す例では、粗研削装置３１、仕上げ研削装置３２、ダメージ層除去装置３３および洗浄装置３４を別々の装置としたが、これに限定されるものではなく、たとえば１つあるいは２つ以上の装置にまとめてもよい。

また、粗研削装置３１および仕上げ研削装置３２の構成は、上記に限定されるものではなく、たとえばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）などその他の方法でウェハＷを研削する構成であってもよい。また、図５、図９および図１１に示すグラフは、あくまでも例示であって限定されるものではない。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 基板処理システム
３１ 粗研削装置
３２ 仕上げ研削装置
３３ ダメージ層除去装置
３４ 洗浄装置
６０ 基板保持機構
６１ 保持部
６３ 駆動部
７０ 研削機構
７１ 研削部
７２ アーム
７３ 旋回昇降機構
７４ 基体部
７５ 回転体
７６ 駆動部
７７ 研削部材
７８ 測定部
１００ 制御装置
１０１ 制御部
Ｗ ウェハ
Ｗ１ 被研削面

Claims (6)

1. 基板を保持する保持部と、
   基体部、前記基体部に対して回転可能に取り付けられる回転体、前記回転体を回転させる回転機構、および、前記回転体において前記保持部によって保持された前記基板の被研削面と対向する面に取り付けられる研削部材を備えた研削部と、
   前記研削部を前記基板へ向かう所定方向へ移動させる移動機構と、
   前記研削部が前記移動機構によって移動させられている状態において、前記移動機構上に位置される基準位置から、前記回転体において前記研削部材が取り付けられる面とは反対側の面までの前記所定方向における距離を測定する測定部と、
   前記測定部の測定結果に基づき、前記基板の前記被研削面と接触し研削加工を開始する前記研削部材の研削開始位置を検知する検知部と
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記検知部は、
   前記測定部によって測定された前記距離が予め設定された所定距離未満になったときの前記研削部材の位置を、前記研削開始位置として検知すること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記検知部は、
   前記測定部によって測定された前記距離に基づき、回転によって生じる前記回転体の振動の振幅を算出し、算出された前記振幅が予め設定された所定振幅範囲外になったときの前記研削部材の位置を、前記研削開始位置として検知すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記検知部は、
   前記測定部によって測定された前記距離に基づき、回転によって生じる前記回転体の振動の周波数を算出し、算出された前記周波数が予め設定された所定周波数範囲外になったときの前記研削部材の位置を、前記研削開始位置として検知すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
5. 前記保持部と前記研削部材とを相対的に傾斜させることによって、前記研削部材を前記基板の前記被研削面に部分的に接触させること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
6. 基体部、前記基体部に対して回転可能に取り付けられる回転体、前記回転体を回転させる回転機構、および、前記回転体において保持部によって保持された基板の被研削面と対向する面に取り付けられる研削部材を備えた研削部を、移動機構によって前記基板へ向かう所定方向へ移動させる移動工程と、
   前記研削部が移動させられている状態において、前記移動機構上に位置される基準位置から、前記回転体において前記研削部材が取り付けられる面とは反対側の面までの前記所定方向における距離を測定する測定工程と、
   前記測定工程の測定結果に基づき、前記基板の前記被研削面と接触し研削加工を開始する前記研削部材の研削開始位置を検知する検知工程と
   を含むことを特徴とする基板処理方法。